农村生活 污水 在 村落 尺度上 排放较为分散 、 排 水量较小且水量时空变化波动大 。 长期以来 我国 农村排水 管道 设计 主要 是依据城市排水管道 设计规范， 其结果是 管径 偏大 ，导致 管网投资高， 而且 污水 在管道中停留时间长，出现沉淀和厌氧反应，存在 安全隐患。 小管径排水系统可以 在保证污水收集率的同时 显著降低管道敷设费用 但目前有关小管径排水系统的研究 很 少 。本 研究以 农村小管径排水 管道 为对象， 解析 管道内微生物 的 生长、 污染物 转化 及 有害气体产生规律 及 特征 ，提出农村小管径排水系统的管道优化设计方案，为 适合农村地区的小管径排水系统的构建 提 供科学依据 。搭建了小管径排水管道的模拟平台，根据农村地区排水特征，设计了2 种流态（定常流 、 时变流） 和 3 种坡度（ 5 10‰ 15 实验 方案， 研究 了不同水质（生活污水、灰水） 情况下 管道内微生物 生长与 物质转化 特点 ，结果如下
    1 生活污水 管道 与灰水管道 微生物的生长和演替特征不同 。 两种管道生物膜的厚度变化规律类似，但生物膜形貌及 胞外聚合物 组成差异明显。 生活污水管道生物膜细菌数 及 悬浮细菌数 均明显高于灰水管道且两种管道内 细菌 属水平差异很大，演替规律不同 。 水体溶解氧 DO 浓度和管道长度对于管道生物膜细菌群落 演替的 影响有限。 生活污水和灰水 管道生物膜上 具有反硝化功能的细菌Denitrifying bacteria, DNB 数 >硫酸盐还原 细 菌（ Sulfate-reducing bacteria, SRB数 >产甲烷 古 菌（ Methanogenic archaea, MA 数 且 因 SRB和 MA的 竞争关系导致 MA被逐渐淘汰 生活污水管道生物膜中 DNB、 SRB和 MA的数量均比灰水管道生物膜高 1 2个数量级 。 灰水 及其 管道生物膜中 水源性 致病菌 Water-related pathogenic bacteria, WPB 的数量明显低于污水管道，生物安全性相对较 高 。
    2 生活污水管道与灰水管道内污染物转化规律不同。 两种管道均具有明显的 COD去除能力，但 TN去除能力有限且均无NH4+-N和 TP去除能力 。 生活污水管道 内 硫化物 和甲烷转化过程 与管道生物膜中 SRB和 MA的演替规律一致管道运行前 30天产甲烷明显而基本无硫化物产生， 60天后 管道 硫化物产量较高而甲烷产量下降 污水硫化物 浓度 随 管道停留时间的增大而 明显 升高 。 灰水管道硫化物产量很低 管道 H2S浓度 仅为污水管道的 4分之一 且 基本不含 CH4 这种差异主要是由于两种管道中 SRB和 MA的数量差距 、 管道 DO环境的不同 以及水体本底 H2S和 CH4浓度差异 导致的，与水体中 乙酸、丙酸等挥发性脂肪酸浓度以及硫酸盐浓度 基本无关。
     3 农村排水量的周期性变化和管道坡度的差异显著影响小管径排水管道生物膜的细菌群落特征。污水流量的周期性变化和大坡度（ 的管道敷设方案可以 有效 降低污水管道生物膜上 SRB的相对丰度，对于管道 SRB削减和管道H2S控制有利 。 灰水流量的周期性变化可以显著降低灰水管道生物膜上 WPB的相对丰度，大坡度（ 的管道敷设方案有助于降低生物膜中 Legionella 军团菌属 的相对丰度 充分利用灰水水量的变化并采用大坡度的管道对于灰水管道生物膜中 WPB的控制有利。
     基于上述研究结果，建议农村 小管径排水管道收集混合生活污水时应注意管道 H2S的积累问 题， 应科学设置通风设施 、 减少水量调节设施并适当加大管道坡度，协同减少管道 H2S积累 。 农村 小管径排水管道单独收集灰水不须额外建设通风设施，且其 COD去除能力对于实现灰水达标排放或灌溉回用具有一定的正面效应 。 可以采取多种技术和管理手段降低管道堵塞和恶臭的发生率， 提高农村小管径排水管道的长期运行稳定性和安全性。